HOLLiAS MACS系统概述与使用

1、HOLLiAS MACS系统概述

1. MACS系统网络架构

如下图所示,系统网络架构从上至下由管理网(MNET)、系统网(SNET)、控制网(CNET)三层构成。

管理网为可选网络层,用于和厂级生产管理系统如MES、第三方管理软件等进行通讯,并可通过INTERNET实现安全的信息发布,实现数据的高级管理和共享。

系统网连接工程师站、操作员站、历史站和控制站等系统节点,支持P-TO-P(对等网)、C/S(客户机/服务器)、P-TO-P和C/S(混合)三种网络结构,可快速构建星形、环型或总线形拓扑结构的高速冗余网络,符合IEEE802.3及IEEE802.3u标准,100/1000Mbps自适应。

控制网用于控制站的主控制器与各I/O模块及智能设备的连接,支持星形和总线形结构,符合IEC61158(国标:JB/T10308.3-2001,欧标:EN50170),确保现场级通讯的实时、稳定、快速。

网络设备:工业安全交换机。

通讯介质:SNET和MNET使用STP5或UTP5类双绞线,多模或单模光缆,CNET使用IOBUS专用电缆,多模或单模光缆。

2. MACS系统组件

HOLLiAS MACS系统主要包括以下几个:

1)工程师站

主要用于系统管理和组态维护及修改。

在线下载功能;画面组态和编辑;功能点组态和定义功能;控制回路组态功能;报警、趋势图等定义和编辑功能;通讯定义和组态功能;设备定义和组态功能;数据库定义和组态功能;报表生成功能等。

工程师站具有组网能力(可作为网络服务器)或多终端能力,采用双网卡配置,可以通过交换机与全厂管理网络相连。

工程师站可兼作操作站。

2)操作员站

每台操作员站都具有工程师站的功能。

操作站的主机是工作站或高性能工业用计算机,其操作系统是通用的、适用于工业化的、可靠的操作系统。

操作站的硬件规格为32位总线,32位或以上CPU,SCSI外设控制器。操作站带有硬盘驱动器,并能配置成冗余型,使主机能够单独自启动。操作站能配置光盘驱动器、活动硬盘等高密度外部数据存储设备。操作站可配触摸式操作员键盘。

操作站所有的外设及接口是通用的,硬盘驱动器、光盘驱动器、显示器、通用键盘、鼠标或球标、打印机等是商业化可互换的。

操作员站提供工艺操作人员、工艺工程师及仪表自控人员使用的人机界面,具有工业标准的操作员站专用键盘,主要功能有:

模拟流程图显示功能,交互特性提供模拟常规盘装仪表的操作面板;实时和历史趋势曲线的监视和查询功能;报警监视列表功能;参数成组监视功能;设备日志、操作日志、SOE日志和全日志的查询功能;事故追忆查看功能;工艺报表的定时和即时打印功能;用户管理功能;语音报警提示功能

HOLLiASMACS系统操作员站具有分权限,分区域显示、查询、报警、控制功能。

操作站具备不同级别和不同操作区域或数据集合的操作权限。操作级别和权限用密码或钥匙的方式限定。操作员密码和操作权限能由系统管理员设定和修改。

3)历史站(历史数据工作站)

历史数据工作站具有以下功能:历史数据采集记录、日志生成功能;SOE及事故追忆信息的组织功能;向操作站提供历史趋势数据;非SOE点的时间标签生成功能;历史数据自动存盘功能;向工程师站提供离线查询功能的历史数据文件;向操作站、控制站发送系统校时信号;存储及检查用户权限和口令。

接在局域通信网上,用于过程数据的存储与管理,并为各分区的历史记录作同步备份。历史数据工作站的机型为服务器型,采用冗余配置硬盘。历史数据工作站配置高密度活动存储设备和可读写光盘驱动器(CD-RW)。

能通过交换机与全厂管理网络相连。历史记录能转存到移动存储设备上。

4)控制站

HOLLiASMACS的控制站能满足大型石油化工装置过程控制的功能及速度要求,具备连续过程控制、批量控制和顺序控制的功能。

控制器具备快速控制能力,从I/O输入经过PID控制运算,到AO输出的累积时间在0.2秒以内。

工艺数据的输入和输出、采集和处理;控制站的主控单元(控制器)具有IOBUS现场总线主站功能;具有强大的控制运算功能,能够完成模拟量反馈控制、开关量的顺序控制。并且能够把以上两者结合,实现更复杂的控制功能。包括以下组态编程语言:FBD:功能块图;CFC:连续功能图;SFC:顺序功能图;ST:结构化文本;IL:指令列表;LD:梯形图。

控制站内部各个部件可以按用户要求实现冗余配置。

可燃气体、有毒气体报警检测器的I/O卡件可为独立卡件。

DCS配备PID参数自整定功能。

2、HOLLiAS MACS系统组态软件

系统组态由以下组态工具构成:

1. 工程总控

工程总控主界面,运行于工程师站,用来部署和管理整个DCS系统。

该工具集成了工程管理、项目管理、数据库编辑、用户组态、节点组态、流程图组态、总貌图组态、控制分组态、参数成组组态、专用键盘组态、区域管理、用户自定义功能、报表组态、编译、下装等功能。需要注意的是,工程管理器是面向域的,即一个工程对应着一个域,用户不能同时打开多个工程,以免组态时混乱。

2. 图形编辑器

图形画面编辑工具,运行于工程师站。

用户可通过该工具生成在线操作的流程图和界面模板。该软件针对不同行业提供了丰富的符号库,以方便用户绘制美观实用的界面。它还支持用户自定义符号库。

3. AutoThink

控制器算法组态软件,运行于工程师站。

集成控制器算法的编辑、管理、仿真、在线调试以及硬件配置功能,支持IEC61131-3中规定的全部6种编程语言IEC61131-3中规定的STFBDSFCCFC四种语言。

以上三个软件都采用树状工程组织结构管理组态信息,界面清晰,简单易用。

4. 操作员在线

监视和控制软件,运行于操作员站。完成实时数据采集、动态数据显示、过程自动控制、顺序控制、高级控制、报警和日志检测、监视、操作,可以对数据进行记录、统计、显示、打印等处理。

5. OPC客户端

完成与遵循OPC协议的第三方通讯功能。

6. 仿真启动管理

仿真模拟运行现场控制站、历史站和操作员在线。

7. 离线查询

该工具可按日期查询系统的趋势、报警、日志等历史数据,以帮助用户分析系统运行情况或事故原因。

8. 操作员在线配置工具

该工具可配置操作员在线的默认信息,包括域号、初始页面路由信息等。

9. 版本查询工具

该工具可查询当前安装的MACSV6.5.2软件的所有文件的版本信息。

10. 查看授权信息

提供分类查看授权信息、完成软件授权的功能。

11. HSRTS工具

升级控制器RTS程序。

12. 系统调试

可以监视所有现场设备的运行状态,启停控制程序。

可对变量进行强制和写入,并支持批量写入和强制。

可对历史版本进行监视。

13. 参数回读

在调试过程中,会对某些变量的运算值进行测试、整定,因此会造成它们的在线值与离线值不一致;通过“参数对齐”窗口,使两个值重新相等。

14. 硬件设备组态

MACS-K系统为方便硬件设备组态,提供了图形化的硬件配置界面,包括添加删除硬件模块和硬件模块参数组态,有如下特点:

  • 支持批量添加;
  • 支持第三方设备导入;
  • 支持模块信息查看和图形化的参数组态;
  • 提供添加模块的树形结构图,使组态清晰明了;

15. 功能块库

MACS-K系统提供了丰富的功能块,包括基本逻辑功能块、高级运算、IO处理、自定义功能块、控制运算等。其中控制运算包括常规控制(手操器(MAN)、普通比例积分微分控制(PID)等)、复杂控制(串级PID、采用PID、分程PID、顺控设备等)、马达控制(一位式马达控制(输出一个)、双速马达控制(输出三个,高速、低速、停止)、二位式马达控制(输出两个)等)、阀门控制(一位式阀门控制、二位式阀门控制、一位式阀门控制等)四大类。

1)自定义功能块

用户根据实际需要,可自行定义功能块;该功能块的使用方法与系统功能块相同。

2)算法库灵活配置

用户根据实际情况,可对缺省加载的算法库文件进行灵活配置。

3)库自动更新

用来对版本低的库进行升级,使这些库的版本与软件的版本一致。

16. 编译和下装

系统提供全编译和增量编译两种编译方式,增量编译是在原目标文件上做增量追加。

下装也分为全下装和增量下装,增量下装只将修改的部分下装到主控单元继续运算,对于正在运行的主控单元是无扰下装。

17. 系统监视和控制

在线监控系统可以完成实时数据采集、动态数据显示、过程自动控制、顺序控制、高级控制、报警和日志检测、监视、操作,可以对数据进行记录、统计、显示、打印等处理。

监控系统面向操作员,以模拟流程图、棒状图、数值表、趋势曲线、报表、按钮、对话框等方式为用户提供数据,执行操作指令并发送至现场控制站。通过监控系统,操作员和工程师可以完成:监控自动控制过程,实时人工干预,自动打印或者按需求打印工作报表等,还可以通过厂级监控的MES等网络将画面和数据提供给管理者。

3、工程组态流程

如何将一个工艺过程的自动监控过程落实到一套完整的 DCS 应用系统中?不仅需要配备必要的 DCS 硬件设备,还需要将硬件设备与 DCS 监控软件关联起来,这一纽带就是工程组态工作。

一个工程关联现场的实际物理信号,通过图形组态将工艺过程反映在操作员站上的运行画面上,实现对现场工艺运行参数的直接监视;还可以通过报表组态把重点监测的工艺数据用户定义的格式定时打印为纸质文件进行分析查阅;并通过算法组态完成工艺控制控制策略,利用现场控制站的运行实施控制策略。同时,操作员站上的动态控制面板可以帮助用户完成对详细信息的监控需求。所以准确、完整、形象地工程组态——将动态设备和工艺控制方案告知给控制软件是保证自动化实施的重要保证。

下面以一个简单的工程为例,按照组态的基本步序逐步描述如何建立一个简单完整的工程,并在各个步序中详细介绍组态步骤,配以插图和说明事项以便实施人员更好的理解和掌握。

简单来讲,组态工程主要需要经过以下的基本组态流程得以实现,如图所示:

在下面的简单示例中,对上图显示的组态流程进行一一说明。 

工程组态是在工程师站进行操作的,在进行工程组态之前,首先要具备必要的工具和资料,具体是指:
  • 工具:是指工程组态使用的硬件环境和软件环境,通常是指工程师站的硬件和软件的配置情况。
  • 资料:是指工程组态的基础资料。简单来讲,即数据库、现场工艺控制方案、工艺流程图等相关的工程系统规模资料。
1. 操作系统

Windows Server 2003 R2,Windows Server 2008 R1,Windows XP Professional + SP3,Windows 7 Professional 32 位及更高版本。

实际配置情况应该与上述配置相当,或高于上述配置。

在 Win7 专业版下使用本系统软件时,由于普通用户权限不够,要求安装和后期均应使用用户名为 Administrator 的账户登录。 

2. 数据库

工程的数据库是指工程需要提供给 DCS 系统控制或监视的现场数据和设备信号点的集合,例如工艺环境中的温度、压力、流量、转速、电流、电压等信号。根据组态软件提供的分类标准,按照总控手册中数据库导出章节,导出数据库模板,整理数据库。填写各类型信号的详细信息,包括:点名、点说明、测点类型、量纲、量程限值、报警限、采集周期、是否补偿(热电偶信号)等。

数据库是工程组态和系统配置的基础,详尽的信息对于工程实现很有帮助。

3. 控制方案

在工业现场中,每一个需要控制的工艺过程(或现场设备)均要求有具体的控制方案与之相对应。通常,控制方案的表述形式多种多样,该方案能够清晰体现控制的策略,方便算法组态的实现。

4. 系统的硬件配置

系统的硬件配置主要包括:系统规模配置(历史站/工程师站/操作员站)、I/O 机柜、IO 模件的
配置。

5. 其他

工艺流程图(纸质图纸或 CAD 图)、报表等。

4、新建工程

首先创建一个新的工程,其他组态内容都是在该工程基础上进行的,创建工程的步骤如下:

第1步 启动工程总控

在操作系统的“开始”菜单上单击鼠标左键,选择“所有程序”->“HOLLiAS_MACS”-> “工程总控”命令,或者从快捷方式启动工程总控,打开的工程总控界面,如图所示:

第2步 新建工程

启动工程总控后,自动加载“打开工程”对话框,如图所示: 

如果已经创建了工程,则可以选择要编辑的工程名称。否则,单击总控界面上“新建工程”快捷按钮 ,或者鼠标左键单击“工程”菜单,选中下拉菜单中的“新建工程”命令,启动“新建工程向导”向导,如图所示:

“新建工程向导”首先引导组态人员设置工程的基本信息:项目名称、工程名称、工程描述和基础工程。 

单击“下一步”按钮进入新建工程向导第 2 步-“添加操作站”。

第3步 添加操作站

进入“新建工程向导-添加操作站”步骤,显示的操作窗口如图所示:

缺省情况下,新建的工程中均包含了 80 号操作站和 81 号操作站,单击站号旁的加减按钮,或者直接输入,修改控制站站号,单击“添加”按钮,在右侧的操作站列表中加入该操作站。 

可用的操作站站号范围是[80,111]和[208,239],单击“下一步”进入“添加控制站”环节。

第4步 添加控制站

进入控制站组态向导步骤,显示的操作窗口,如图所示:

  • 站号

单击加减按钮,或者直接输入,修改控制站站号,控制站的站号范围标识在上方。 

  • 控制器型号

单击向下箭头,选择需要添加的控制器型号。

可选择的控制器型号有:

  • SM220/SM221,支持 SM 系列硬件和 FM 系列硬件;
  • FM820/FM821,只支持 FM 系列硬件;
  • K-CU01/K-CU02,只支持 K 系列硬件;

然后单击“添加”按钮,在右侧的控制站列表中加入该控制站。

可用的控制站站号范围是[10,73]。

单击窗口底端的“上一步”按钮可以返回前两步。

单击“创建工程”按钮,则按照上述设置的组态信息创建新的工程。

第5步 操作站用户组态

确认工程管理信息后,显示“操作站用户组态”窗口,如图所示。

以 AAAA 为用户名为例,设置为工程师权限,密码为 AAAA,单击“添加”按钮,将该用户加入到“已添加用户”列表中。

单击“下一步”按钮,显示“历史站组态”窗口。

第6步 历史站组态

“历史站组态”窗口显示如图 1.1.2.7 所示,分别为“历史站 A”和“历史站 B”分配在相应的操作站,缺省对应为 80 号操作站(Node_80)、81 号操作站(Node_81),单击向下拉箭头选择其他操作站。

单击“完成”按钮,组态向导结束。

第7步 创建完成

工程创建成功后,在组态软件安装目录的“…HOLLiAS_MACS\ENG\USER\”文件夹下创建与工程名称同名的文件夹。本工程组态产生、编译生成的数据都存储在该文件夹下。

如图所示: 

工程创建完成后,选择“工具”菜单下的“编译”命令,对工程进行初步编译,编译完成后,“工程总控”窗口显示,如下图所示。

在窗口中显示当前工程的相关信息:“当前工程名”、“项目名称”、“域号”和“总点数”信息。 

根据上述“新建工程”向导的各个步骤,创建的工程框架基本已经完成,添加了操作站、控制站、用户信息,并且配置了历史站,如果对上述已添加的“操作站”或“控制站”再进行添加或删除、或修改操作站的服务配置等操作,或修改操作站的服务配置等操作。

第8步 组态选项

建议在创建工程后,在进行编译或数据库的编辑操作前,首先设置“工具”菜单下的“组态选项”,导入前请务必在“组态选项”中进行与“数据库导入”相关的设置,如图所示。

以便系统按照设置的情况对相应的操作进行适当处理。

在弹出的“组态选项”对话框中,完成有关“编译”及“数据库导入”的设置,单击“确认”按钮关闭该窗口。

第9步 导入数据库

导入之前请先在“组态选项”中进行设置。组态步骤如下:

  • 数据准备

在表格工具中按照数据类型整理数据库。利用菜单栏上的“工具”->“数据库导出”命令建立数据库的模板。在 EXCEL 模板中,按照控制站中的 IO 模块配置分配整理并补充完整各个测点的信息项,如图所示:

  • 测点信息必须具备 PN(点名)、SN(站号)、DN(设备号)、CN(通道号)、MT(设备类型);
  • 每个模块均建议有一定的余量,模块中的剩余通道分配为备用点;
  • 每列信息的格式必须符合该列所在项值的要求,例如 MT 列,必须填写为模块类型,即“模块系列+型号”,例如 K-AI01;
  • 保存的数据库必须使用电子表格,根据安装过程中选择的表格工具软件选择表格存储格式,可以为“.xls”,“.xlsx”或者“.ods”; 

系统默认的 K 模件添加地址范围[10,109],FM[2,125],SM[8,125]。

模块通道号从 1 开始,常见的有 6 通道、8 通道、16 通道,对应的通道号分别为 1~6、1~8、
1~16。根据模块类型设置。

模拟量类型的测点的量程、报警限关系为:MU>HH>AH>AL>LL>MD。

  • 数据导入

在准备好导入的数据库之后,在“工程总控”窗口中选择“工具”菜单下的“导入数据库”命令,如图所示:

打开“选择导入文件”对话框,如图所示: 

通过“查找范围”定位数据路径,如上图所示,选中“数据库.xlsx”文件,单击“打开”按钮后,开始导入数据,a 导入完成后,系统会自动弹出提示框,单击“确定”按钮,关闭此提示框。

第10步 编译生成控制站工程

导入后,选择菜单栏中的“工具”→“编译”命令,或者单击工具栏中的按钮,弹出“编译”提示框,如图所示:

选择“是”按钮,生成控制站算法工程的测点信息和硬件配置信息。编译结果的相关提示显示在“信息栏”的“编译信息”窗口中。如果失败,错误信息罗列在“编译信息”窗口中,标识为红色,双击错误的信息,可以在工作区打开相应类型的数据表中定位该错误信息。如果显示“编译完成”代表编译成功。

鼠标左键双击节点上的“10 号现场控制站”,切换到 AutoThink 算法组态软件中,并加载该控制站的控制站工程,如图所示:

在打开的工程中可以查看根据数据库生成的硬件配置及其变量信息。 

5、算法组态

通过“工程总控”中编译后的控制站工程中的硬件配置、变量定义、数据类型和“用户程序”节点等工程内容均为系统自动生成的,不需要进行手动添加。本小节是从 AutoThink 软件本身来简述一个算法工程的创建过程.

在工程总控中编译生成的工程基础上完成控制策略的组态,即通过 POU 程序,实现控制方案的逻辑框图。在示例工程中,使用 CFC 语言实现程序的组态,如程序名为“CFC01”,将电机控制方案组态在程序页中。

算法组态步骤如下:

第1步 启动控制器算法软件

鼠标左键双击工程总控中的“10 号现场控制站”子节点,切换到 AutoThink 算法组态软件中,并加载该控制站的控制站工程,如图所示:

第2步 添加 POU

打开“用户程序”节点的右键菜单,选择 “添加 POU”(Program Organization Unit 程序组织单元),如图所示: 

弹出“添加 POU”对话框,如图所示: 

按照示例所述,添加一个程序 POU,选择类型为“程序”,语言设置为“连续功能图 CFC”,缺省“纸张类型”为“A0”,在“名称”框中输入 POU 名称为 CFC01,POU 调度周期为 200ms,点击“确定”后,如图所示: 

同时,“变量索引”节点下自动添加一个同名的文件夹,用来对添加的变量进行归类,方便查看。

第3步 POU 算法组态 

双击 ,在右侧窗口区,打开 CFC01 编程区。将光标移到目标位置打开右键菜单,选择需要的元件命令。

在编辑区的空白处,从右键的快捷菜单中选择需要的元件命令。如添加块元件,对它的命名过程,如图添加功能块所示:

函数的添加也是通过“添加块元件”命令完成,它不需要定义实例名。 

注意:

  • 输入功能块名称前,可以事先在库管理器中查看功能块的说明或引脚的数据类型等,或翻阅功能块手册了解其相关内容。
  • 使用“设置引脚属性”设置:显示哪些引脚,隐藏哪些引脚。

组态中使用中间变量时,需要对其进行变量声明;否则,编译失败。

添加功能块(FB)或中间变量(声明完成)后,在“全局变量”中会出现相应节点,双击文件夹名,可以查看变量列表,如图所示: 

用连线将输入、输出、功能块的引脚进行正确连接,并将变量、功能块的类型注释显示出来,如图 所示: 

第4步 算法编译

组态完成后,在“AutoThink”中选择“保存”或“下装”命令,进行编译:

编译错误信息将会用红色字体标识在信息窗口,双击错误信息定位并修改错误,最后编译成功完成控制算法组态。

编译成功信息如图所示:

编译成功后,可以对程序进行下装和调试操作。 

6、图形组态

图形页面分为用户自定义页面和系统自动生成页面。

  • 自动生成页面

根据用户在工程总控中录入的硬件配置和导入的数据库,会自动生成系统状态图和控制站IO 模块状态图。

  • 用户自定义页面

用户根据工艺系统绘制的工艺流程图:

1. 创建流程图模板

模板为流程图的绘制提供了很大的方便性,可以将一组流程图的公有信息创建为一个“流程图模板”,在新建流程图时选择相应的流程图模板,这样,这些公用信息会添加到新建的页面中。因此,流程图模板适用于图形页面比较多且内容存在公共部分的情况;用户也可以省去创建模板而直接进行流程图的创建。

第1步 新建流程图模板

鼠标左键单击工具栏中的 按钮,或者选择“文件”菜单中的“新建”命令,又或者选中“流程图模板”项,单击鼠标右键,选择“新建画面”命令,在弹出的“画面属性”窗口中填写相关信息,如图所示:

第2步 绘制模板

单击“确定”按钮,在“画面”窗口中图形树中的“流程图模板”节点下,双击该画面节点名称,如“Model”,在右侧工作区打开其画面编辑窗口,使用绘图工具栏中基本图形对象和符号绘制模板,如图所示:

2. 创建流程图

第1步 新建流程图

鼠标左键单击工具栏中的 按钮,或者选择“文件”菜单中的“新建”命令,又或者在“画面”窗口的图形树节点上单击鼠标右键,选择“新建画面”命令,弹出“画面属性”窗口,如图所示: 

如果有流程图模板,可以引用合适的模板,如图所示: 

如果没有模板,就需要设置画面大小、背景设置、网格设置信息。例如,设置为“原料磨粉”的流程图,背景色为黑色,画面大小设置为 1676*945,其他参数采用默认设置。

在线显示底图大小的计算公式为:

  • 底图高=屏幕分辨率垂直像素-104。
  • 底图宽=屏幕分辨率水平像素-4。

底图的宽和高的单位均为像素。

第2步 绘制流程图

单击“确定”按钮,在“流程图”节点下,双击该画面节点名称,如“原料磨粉”,在右侧工作区打开其画面编辑窗口,使用绘图工具栏中基本图形对象和符号绘制流程图,如图所示: 

第3步 添加静态图形

  • 绘制线条或管道

在绘制直线或直管道时,选择图标,鼠标左键单击对应图标,在合适的位置进行绘画,按住 shift 键可以画出水平,垂直或 45°角的对象。绘画完成后,选中所绘图形,单击鼠标右键,
在弹出的快捷菜单中选择“属性”命令,或双击该对象,在打开的“…属性”窗口中设置相关参数。

  • 添加静态图形

在“画面/符号库”选项卡中,切换至“符号库”。然后,在树形图中打开“系统符号库”中的“通用平面图形库”、“通用立体图形库”、“行业特殊图形库”、

“ISA 标准图形库”,在这里选择合适的图形类别;鼠标左键双击图标,打开子目录;当鼠标移
动到相应的符号时,在其右下方会显示该图形的预览图和相关信息,如图所示: 

鼠标左键拖动合适的静态图标,至图形编辑区正确的位置。 

  • 添加文本

在绘图工具栏中,选择文字工具 ,在页面中拖拽一个矩形 ,在弹出文字框中输入文字名称。

 

例如:过滤器。(此处的文本仅为图形名称的说明性文字)

第4步 添加动态点

在工艺流程图中完成静态图形的绘制后,需要将现场采集的物理点和部分由算法产生的变量点显示在画面上。在符号库中已提供了比较全面的动态点模板,有数值显示符号库。按照需要,选择合适的模板后直接拖至图形编辑区,双击或鼠标右键单击,在快捷菜单中选择“属性”后,修改相关参数。

第5步 添加动态设备

在工艺流程图中完成静态图形的绘制后,需要将现场由 DCS 控制的设备显示在画面上。在符号库中已提供了比较全面的动态设备图形模板,包含有马达电机符号库、阀门符号库和控制调节符号库。按照需要,选择合适的模板后直接拖至图形编辑区,鼠标右键单击,在快捷菜单中选择“属性”后,修改相关参数。

第6步 添加动态特性

为了让一些静态图形在线运行时,表达的内容更直观,可以通过添加动态效果来实现,如常用棒状图的填充位置可以根据水位的高低而变化,动态特性分类比较多,在此以填充特性为例进行介绍。

在画面编辑区,选中需要添加动态特性的的图形,然后鼠标左键单击“系统工具栏”中的 图标,或单击右键,选择快捷菜单的“动态特性”命令,如图所示: 

打开“矩形属性”窗口的“动态特性编辑”选项卡,在左侧列表框中单击鼠标左键选择需要的动态效果,单击“添加选中特性”按钮,或者鼠标左键双击需要的动态效果,会在窗口右侧打开该特性对应的编辑框,在这里设置正确的参数,如下图所示为添加了填充特性。 

单击“确定”按钮完成动态特性的编辑,动态特性中其他特性的应用同上,对动态特性的具体操作请参阅图形手册中对象的动态特性。

第7步 添加交互特性

交互特性用来组态人机交互的操作功能,如弹出窗口、切换底图、设置参数、下发操作命令等。在符号库的动态设备符号中已提供了一些常用的模板(按钮符号),这些模板可以直接单击按住鼠标左键拖到画面编辑区,修改相关参数后可直接使用。由于交互特性的分类比较多,下面以弹出窗口特性为例进行介绍。

  • 设置符号属性定义

在画面编辑区,绘制链接弹出窗口的载体,例如,用“绘图工具栏”中的图标绘画出一个矩形框和四周的外围边,并根据需要设置其属性,如颜色、线条的粗细等。用添加弹出窗口内容的名称,如图所示: 

将线条和矩形框的位置移动到合适的位置,然后将所有组件选中后,鼠标左键单击图标,或单击鼠标右键,从弹出的菜单中选择“对象组合”命令,将所选择组件组合,然后选择“对象”菜单下的“符号属性定义”命令,或在组合对象上单击鼠标右键,在弹出的菜单中选择“符号属性定义符号属性定义”命令,如图所示: 

在打开的“符号属性定义(1/2)”窗口中,添加相关属性,如图所示; 

在对“回料组”图标进行操作时,为了让其表现出不同的效果,如按下显示绿色并凹进、抬起显示灰色并凸出,需要对其边框和矩形框的颜色进行设置,在本步可以分别对矩形框周围的四根线添加颜色变化设置,方法相同,如图所示。

其他属性定义的流程与此相似。

  • 设置交互特性

选中“回料组”图标,鼠标左键单击“对象”菜单下的“交互特性”项,或选择工具栏中的图标,或在该对象上单击鼠标右键,在弹出的快捷菜单中选择“交互特性”命令,均可以打开“组合对象属性”窗口,选择“交互特性编辑”选项卡,在“交互特性:”栏和“响应事件:”栏中选择响应项,在“参数编辑”栏中输入合适的参数值即可。如这里的鼠标左键抬起就以弹出方式打开页面---原料磨粉,如图所示,单击“确定”按钮完成交互特性的设置。

第8步 设置配方定义

单击鼠标左键选中“回料组”图标,选择“对象”菜单下的“配方定义”选项,或单击鼠标右键,在弹出的快捷菜单中选择“配方定义”命令,在打开的“显示配置定义”窗口中进行配方的编辑。

第9步 设置锁定属性

添加完设备属性和配方定义的图形块,可以对其属性进行锁定。

比如对图形块“回料组”的属性锁定,首先选中“回料组”图标,选择“对象”菜单下的“锁定符号”项,或单击鼠标右键,在弹出的快捷菜单中选择“锁定符号”命令。 

在打开的“锁定符号”窗口中,设定密码后,确定添加的属性名称是否需要锁定,如图所示,然后单击“确定”按钮完成锁定。

设置“锁定符号”结束后,在图标上单击鼠标右键,此时出现的快捷菜单如图所示: 

选择“属性”选项,打开“设置”窗口,在窗口左侧选择任意项,右侧“属性值”文本框中会显示对应设置的信息,可以在此查看或修改。

像这样的图形块锁定后,可以作为模板使用,其他地方有同类需求时,可以直接在此“属性”中对其相关参数进行修改即可,绘制完成的流程图如图所示。

7、报表组态

制作现场工艺数据报表需要进行报表组态和报表打印设置。选择流程组态树上的“其他工具”节点,如下图所示,包括报表组态和报表打印组态。

  • 报表组态:负责绘制报表、添加数据信息(静态对象和动态对象)和点的有效性检查;
  • 报表打印组态:负责对已经组态完成的报表指定报表的打印周期和打印事件运行时间;

1. 报表组态

报表组态可以选择使用 Excel 或是 Calc 软件进行报表组态,组态步骤基本一致。在此以 Excel软件进行报表组态为例:

第1步 增加报表

单击组态树中的“其他工具”节点下的“报表组态”子节点,在工作区打开“报表组态”窗口,如图所示,在该窗口中新建一个报表“test”。

在“报表名称”处输入新建报表名,如“test”;鼠标左键单击“增加报表”,在已有报表名列表中可看到添加的报表名称及相关信息。创建新的报表,报表文件缺省存放在工程文件夹下的 Report文件夹下,例如: D:\HOLLiAS_MACS\ENG\USER\ExamplePro\Report. 

第2步 报表组态

  • 打开报表

在报表列表中选中要编辑的报表名称,鼠标左键单击“打开报表”或者左键双击报表名称;打开报表组态界面,弹出“报表组态”编辑工具窗口,如图所示:

  • 添加表头

可以首先为打开的表格添加静态的表头说明,如图所示: 

  • 添加数据信息(动态信息)

如在 A4 单元格添加时间点,选中 A4 单元格后,鼠标左键单击“报表组态”编辑工具窗口中的“时间点”按钮,打开设置窗口,如设置为前推一天每小时采集一次数据,如图所示: 

单击“写入”后,在 A4 单元格位置会出现 ,选择“关闭”。

如在 B4 单元格添加历史点,选中 B4 单元格后,鼠标左键单击“报表组态”编辑工具窗口中的“历史点”按钮,打开设置窗口,单击“选点”按钮,打开“选点”窗口,按照目标点的数据类型在点类型中选择,点击翻页按钮可以方便查找具体点所在位置,选中目标点及项名,如图所示: 

选择“确定”设置前推一天每小时采集一次数据,如图所示: 

单击“写入”后,在 B4 单元格位置会出现 ,选择“关闭”。
其他属性点的添加与上述举例中的步骤相同。
第3步 点名检查
添加完属性点后,鼠标左键单击“报表组态”编辑工具窗口中的“点名检查”按钮,出现关于编译结果提示框。编译成功后,选择“保存”,保存报表的设置信息,单击“报表组态”工具窗口上的X图标,退出报表组态工具窗口,系统会同时自动关闭 Excel 窗口。
2. 报表打印组态
选择“报表打印组态”,打开“报表打印组态”编辑窗口,单击“添加报表打印任务”按钮,出现“添加报表打印计划向导”窗口,根据窗口提示进行选择和设置,添加完成后,在“已组态报表打印列表中,可以看到设置的相关信息,如图所示。
该任务每天 14 51 11 进行打印,选中该任务名称,可以对该任务进行修改或删除。

3. 报表打印下装

报表组态和打印组态设置完成后,通过“工具”-> “下装”打开“工程师站下装”窗口,勾选服务列表中的“报表打印站_A” 选择“下装”命令;下装完成后,在软件安装路径下 Printer文件夹中的 start 文件夹下有同名的报表文件(.xls),如 D:\HOLLiAS_MACS\Printer\start 路径下有 test 文件。

报表打印任务会根据组态条件自动进行执行,打印后的报表按照打印时间显示在“操作员在线”->“报表”->“历史报表”对话框中。

8、操作站用户组态

“操作站用户组态”,用来设置在线登录时所使用的用户名、密码、级别及所在区域。

快捷图标:

打开操作站用户组态窗口的方法有三种:

  • 双击流程树中“公用信息”下的“操作站用户组态”子节点;
  • 点击组态栏中的快捷图标

  • 选择“组态”→“操作站用户组态”。

用上述方法打开的“操作站用户组态”设置窗口,如图所示: 

在“已添加用户”列表中显示已经添加的用户信息,包括用户名称、用户描述、用户级别、用户的可操作区域、只监视区域和不可见区域。例如:上图显示了一个用户名和密码均为“AAAA”的工程师级别的用户信息。

  • 用户级别

用户级别有四种,通常来讲,对应的在线功能如下: 

  • 区域设置

“区域”指的是:从现场工艺装置的角度,按照工厂生产与管理需求,将整个装置划分为若干个部分,每个部分可以称之为一个“区域”。例如:某化工厂分为原料罐区、反应区、精馏区、成品区。如图所示: 

用户可对相应区域的测点具备读或写权限,其他不具备读写权限的区域不能进行监视和操作。

如果不进行任何区域组态的话,则添加的任何测点、图形、控制逻辑、操作帐户等都属于“全厂区”,如果用户设置了一些区域,则在测点、图形、控制逻辑、操作帐户组态时可以选择相关的区域。 

因为系统没有缺省的登录操作员在线的用户,所以在组态时请务必添加至少一个用户,否则,进入操作员在线后,由于没有用户是无法进行登录在线操作系统的。

9、操作组态

操作组态主要切换到图形组态软件、管理流程图、组态模拟工艺组以及配合专用键盘的使用定义功能键,并且可以根据操作员角色,为不同级别的用户分配系统提供的各种使用权限。

1. 工艺流程图

在节点下主要进行工艺流程画面的创建、修改等管理工作,双击“工艺流程图”节点,单击组态栏的快捷图标 ,或者选择“组态”→“操作组态”→“工艺流程图”,在工作区打开“工艺流程图”窗口,如图所示:

单击“新建”按钮,创建画面文件,与在“图形编辑”软件中执行“新建画面”命令一样。但是在该窗口中只能设置画面名称、画面描述、选择画面模板,如图所示: 

分别输入画面名称、画面描述,进行“模板选择”,单击“确定”按钮后,新画面被添加到列表中,并切换到图形编辑软件创建并打开该画面。缺省的画面名称为“Untitled+数字”,可根据工程需要修改为更具标识意义的名字,画面名称为必填项,画面描述可以为空。

在“工艺流程图”窗口,画面列表中将显示图形编辑器中的图形树窗口中的“流程图”节点下的所有画面名称,在该列表中单击画面名称所在的信息行,可以删除该画面,还可以修改选中画面的名称、描述或者画面模板参数。 

2. 总貌

通过“总貌”可以对总貌画面进行组态。总貌画面是通过操作员在线显示的关于系统某部分主要内容的缩略信息显示按钮,按钮内容包括链接画面名称、描述以及报警信息。在操作员在线软件中由一些“画面符号”组成,每个“画面符号”连接于一张流程图画面或参数汇总画面、组操作画面,也可以连接一个测点。点击这些“画面符号”,可以切换到相应页面,或者对应测点的操作面板窗口,这样方便用户查看和操作相对应的服务。

双击组态树上“操作组态”节点下的“总貌”命令,弹出“总貌”窗口,如图所示:

在该窗口中对总貌画面和按钮进行组态。

3. 控制分组

“控制分组”是通过分组的方式,将相互关联的测点变量编成一组,如工艺流程上相关测点和设备、需要同步控制的多个设备等,便于用户在操作员在线上统一查看和操作。

双击组态树上“操作组态”节点下的“控制分组”命令,弹出“控制分组”窗口,如下图所示,在该窗口中对组中的变量进行组态。

4. 参数成组

“参数成组”是为了方便操作人员对现场设备进行监视和操作,把一些相互之间具有某种联系的测点集中到一起显示、并放在一张画面上,供操作人员集中监视和快速的操作。

双击组态树上“操作组态”节点下的“参数成组”命令,弹出“参数成组”窗口,如下图所示,在该窗口中对组中的变量进行组态。 

5. 趋势组定义

定义操作员在线显示的趋势组,使用户可以同时在同一个趋势组中查看一组相关变量的趋势信息,便于掌握变量在时间维的变化情况、以及在变量间的分析比对。

选择组态树上“操作组态”节点下的“趋势组定义”命令,弹出“趋势组定义”窗口,如图所示,在该窗口中对“趋势组”和“趋势点”进行组态。

6. 专用键盘定义

通过“专用键盘定义”可以为专用键盘上的按键关联组态的画面文件。操作员在线时,只需按下相应的键号,就能切换显示关联的页面。

双击组态树上“操作组态”节点上的“专用键盘定义”命令,点击组态栏中的快捷图标或者选择“组态”→“操作组态”→“专用键盘定义”,弹出“专用键盘定义”窗口,如下图所示,在该窗口中建立专用键盘上按键与页面的关联关系。 

用对于通用版软件:

  • 专用键盘上的自定义功能键 F1-F16,M1-M9,共 25 个。
  • 页面选择中显示块类型仅支持流程图,不支持控制分组、参数成组和总貌画面。 

7. 操作员权限组态

单击组态树上“操作组态”节点下的“操作员权限组态”项,弹出“操作员权限组态”窗口如图所示:

“用户级别”可以选择要组态的操作员用户级别,便会显示出对应监视级别、操作员级别、工程师级别、值班长级别所能使用的权限内容,显示表示具有该权限,否则显示表示无该权限,可以根据工程需要进行各个级别权限的修改,修改后单击“修改”按钮保存设置。

在进行了上述操作组态后,需重新编译工程生效。 

10、下装、仿真及运行

1. 下装

下装是将编译生成的下装文件,通过网络传输到服务器、操作员站和控制器的过程。下装分为控制器算法下装、服务器算法下装、操作站下装、历史站下装和报表打印站下装。

  • 控制器算法下装

程序编译成功后,就可以对主控单元进行下装。选择“在线”菜单中的“下装”命令,或按功能键 F5。工程编译通过后,弹出如图提示框:

将所有程序从工程站下装到 18 号控制站的主控中,单击“是”按钮,系统开始向主控下装程序,显示相关文件下装结果,如图所示: 

下装完成后,选择“确定”,在信息窗口中显示内容如图所示: 

  • 服务器算法下装

服务器算法下装同样在 AutoThink 软件实现。相关的数据库需要定义“BENGCAL” (工程计算属性)字段,其下装是通过“工程总控软件”打开高级计算,在 AT 中下装。

  • 操作站下装 

下装操作站主要用于将工程师站的图形页面和其他离线组态文件下装至各个操作员站。选中组态树上的“操作站”,单击“下装”按钮,选择弹出菜单中“下装操作站”命令,或者选择“工具”菜单下的“下装”命令,或者选择工具栏中的进行下装,界面如下图所示,勾选需要下装内容,可下装工程、文件列表后,点击“下装”进行操作站下装。

  • 下装历史站

历史站下装即给历史站下装各服务需要的离线组态的文件,在服务列表中勾选“历史站 A/B”,点击“下装”进行历史站下装,如图所示: 

下装结束后,需要点击“数据生效”使服务器生效。

  • 下装报表打印站

在“报表打印组态”中首次添加报表打印任务完成后,需要下装“报表打印站”,在“操作站组态”的其他配置中勾选报表打印站 A/B,打开“工程师站下装”后在服务列表中勾选报表打印站_A/B,单击“下装”即可,如图所示:

2. 仿真

仿真系统用于模拟工程的运行状态,可以模拟历史站、操作员在线、控制器运算。下装完成后,需要设置系统启动后才能进入仿真系统。选择“开始”->“所有程序”->“HOLLiAS_MACS”->工具-> “ ”菜单项,弹出“仿真启动管理”窗口,如图所示: 

3. 运行

下装完成后,需要在操作员站上启动操作员站在线程序来实时监控系统信息。操作员站监控软件是最直接和最重要的人机交互界面,在操作员站上运行的软件是 HOLLiAS MACS 系统专用实时监控软件,运行在多任务操作系统中,该软件包含的任务主要有显示与会话、报警、日志管理与显示、控制调节、历史库管理、系统库管理等。 

  • 配置操作员在线

在启动“操作员在线”之前,先要进行操作员在线配置。

选择“所有程序”->“HOLLiAS_MACS”->“其他工具”->“操作员在线配置工具”,或者从桌面的“操作员在线配置工具”启动,弹出“操作员在线配置”窗口,如下图所示,设置初始默认域为 0 号域。 

  • 运行操作员在线

选择“所有程序”->“HOLLiAS_MACS”->“操作员在线”,启动在线画面。

操作员在线可以显示系系统状态图、模块状态图和在线运行监视等。 

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